聚乙烯的性能取決于它的聚合方式。在中等壓力(15-30大氣壓)有機(jī)化合物催化條件下進(jìn)行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的,且分子鏈很長,分子量高達(dá)幾十萬。如果是在高壓力(100-300MPa),高溫(190–210C),過氧化物催化條件下自由基聚合,生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE),它是支鏈化合結(jié)構(gòu)的。
由乙烯均聚以及與少量α-烯烴共聚制得的乳白色、半透明的熱塑性塑料。密度0.86~0.96g/cm3,按密度區(qū)分有低密度聚乙烯(也包括線性低密度聚乙烯)、超低密度聚乙烯等。無味、。耐化學(xué)藥品,常溫下不溶于溶劑。耐低溫,使用溫度-70~-100℃。電絕緣性好,吸水率低。物理機(jī)械性能因密度而異。工業(yè)上低密度聚乙烯主要采用高壓(110~200MPa)、高溫(150~300℃)自由基聚合。其他則用低壓配位聚合,有時(shí)同一套裝置可生產(chǎn)密度0.87~0.96g/cm3的聚乙烯產(chǎn)品,稱全密度聚乙烯工藝技術(shù)。聚乙烯可加工制成薄膜、電線電纜護(hù)套、管材、各種中空制品、注塑制品、纖維等。廣泛用于農(nóng)業(yè)、包裝、電子電氣、機(jī)械、汽車、日用雜品等方面。
聚乙烯屬于烷烴惰性聚合物,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。在常溫下耐酸、堿、鹽類水溶液的腐蝕,但不耐強(qiáng)氧化劑如發(fā)煙硫酸、濃硝酸和鉻酸等。聚乙烯在60℃以下不溶于一般溶劑,但與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等長期接觸會溶脹或龜裂。溫度超過60℃后,可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松節(jié)油、礦物油及石蠟中;溫度高于100℃,可溶于四氫化萘。
由于聚乙烯分子中含有少量雙鍵和醚鍵,其耐候性不好,日曬、雨淋都會引起老化,需要加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑改善。
用氧或過氧化物等作引發(fā)劑,使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。乙烯經(jīng)二級壓縮后進(jìn)入反應(yīng)器,在壓力100~300MPa、溫度200~300℃及引發(fā)劑作用下聚合為聚乙烯,反應(yīng)物經(jīng)減壓分離,使未反應(yīng)的乙烯回收后循環(huán)使用,熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。
所用聚合反應(yīng)器有管式反應(yīng)器(管長可達(dá) 2000m)和釜式反應(yīng)器兩種。管式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20%~34%,單線年生產(chǎn)能力100kt。釜式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20%~25%,單線年生產(chǎn)能力180kt。